Die 5 Unterschiede und Zusammenhänge zwischen Zelle und Organismus
Bildquelle: https://pixabay.com/de/vectors/ansicht-zelle-information-schlie%c3%9fen-48543/
Zellen und Organismus sind zwei Organisationseinheiten der Lebewesen, welche in der Lage sind, ein Wirkungsgefüge mit Wechselbeziehung zu anderen Einheiten zu unterhalten. Alle Lebewesen, egal ob tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, sind aus vielen verschiedenen Organisationsebenen aufgebaut. Diese Organisationsebenen können hierarchisch von der makroskopischen bis zur mikroskopischen Ebene gegliedert werden, also von der Ebene des Organismus bis hin zur Ebene der Zellen.
Vergleich Organismus und Zelle
Ein Organismus setzt sich aus vielen autonom arbeitenden Organisationsebenen zusammen und kann sich nicht nur selbst ernähren, sondern auch fortpflanzen und mit der Umgebung kommunizieren. Ein solcher Organismus besteht aus vielen Organen, die in manchen Fällen auch als Systeme zusammengefasst werden. Diese Orange bzw. Systeme wirken aufeinander abgestimmt oder einander ergänzend im gesamten Organismus.
Bei einer Zelle handelt es sich hingegen um eine einzelne Einheit in einem lebenden Organismus. Jeder Organismus besitzt dabei eine Vielzahl von Zellen. Viele dieser Zellen sind mit der Ausführung einer speziellen biologischen Funktion beauftragt. Doch es gibt auch Einzeller und Mehrzeller, welche auch als Organismus verstanden werden, weshalb wir uns die Unterschiede zwischen Organismus und Zelle genauer anschauen sollten.
Die Zelle als Baustein des Organismus
Als Organismus (griech. órganon – Gerät, Werkzeug) wird ein Biosystem oder Lebewesen bezeichnet, welches aus einer eigenständigen Zelle oder vielen miteinander arbeitenden und verbundenen Zellen besteht.
Ursprünglich wurde der Organismus von Aristoteles als zweckmäßiges Gebilde beschrieben, welches durch eine Seele belebt wird. In der Biologie, welche den Organismus lediglich als Ansammlung von Organen begreift – in dessen Inneren sich Prozesse zwischen den Organen ergeben- gibt es weder Seele noch Psyche. Das Zusammenspiel der Organe ist der Organismus und das Lebewesen zugleich.
In der Psychologie würde man den Organismus als den Teil des Lebens betrachten, welcher Erleben, Handeln und Verhalten möglich macht. Denn der Körper als Organismus des Menschen wird in der Psychologie und Philosophie eher als Werkzeug betrachtet, um Leben zu können, seine Umwelt zu erfahren und daraus einen Geist zu entwickeln.
Wir bleiben aber bei der Biologie. Und hier besteht ein Organismus lediglich aus vielen verschiedenen Organen, welche auf ein bestimmtes Ziel ausgerichtet sind. Das Ziel des Organismus ist Leben bzw. lebensnotwendige Prozesse anzusteuern, wie Wachstum, Entwicklung, Fortpflanzung, Stoffwechsel oder Bewegung. Dafür braucht der Organismus entsprechende Organe, welche dies umsetzen. So sind Beine und Arme verschiedene Organe, genauso wie Augen, Haare oder Haut.
Die internen Systeme und Kreisläufe, angefangen vom Blutkreislauf bis zum Nervensystem – sind Ansammlungen von verschiedenen Organen, welche zusammen funktionieren. So sind beim Blutkreislauf verschiedene Organe – wie das Herz, die Arterien, die Kapillaren, Venen und Muskeln– beteiligt. Das Nervensystem wird über das Gehirn gesteuert, welches über das Rückenmark mit dem Körper kommuniziert – um die Muskulatur zu steuern, zur Bewegung anzuregen oder um einen Atemzug zu vollziehen. Alle erwähnten Bauteile im Körper sind Organe und somit Bausteine des Organismus.
Und jedes Organ arbeitet für den Organismus, indem es entweder Informationen aufnimmt, abgibt oder umsetzt. Um Organe zu bilden, braucht der Organismus ganz bestimmte Bausteine, welche als Zellen bezeichnet werden. Man unterscheidet bei dieser Betrachtung grob zwischen Stammzellen und Gewebezellen. Die Stammzellen sind Zellen, welche alle Informationen enthalten, um differenzierte Gewebezellen werden zu können. Dies beginnt bereits bei der Entstehung von Zellen und Organismen.
Unterschiedliche Entstehung von Zellen und Organismus
Neue Organismen entstehen durch Fortpflanzung. Doch in der Natur gibt es zwei verschiedene Fortpflanzungswege: die geschlechtliche und die ungeschlechtliche Fortpflanzung.
Alle Menschen, die höheren Tiere, Pflanzen und Pilze betreiben eine geschlechtliche Fortpflanzung, indem es zwei biologische Geschlechter in all diesen Reichen gibt. Im Tierreich werden die unterschiedlichen Geschlechter als Männchen und Weibchen unterschieden, bei Menschen als Mann und Frau. Im Pflanzenreich gibt es unterschiedliche Geschlechtsorgane an den Blüten der Samenpflanzen, welche entweder durch Wind oder durch Insekten bestäubt werden. Die Pilzorganismen vermehren sich, indem sie Pilzfäden (Hyphen) bilden – welche miteinander verschmelzen.
Biologisch spielt es eigentlich keine Rolle, ob Weibchen oder Männchen in einem Organismus stecken. Wichtig für die geschlechtliche Fortpflanzung sind lediglich unterschiedliche Keimzellen. Treffen männlichen Keimzellen, auch Spermien genannt, auf weibliche Keimzellen – welche als Eizellen bezeichnet werden – kommt es zur Befruchtung. Bei der Befruchtung verschmelzen die Erbinformation der männlichen und weiblichen Eizelle in einer Zelle miteinander. Die nun befruchtete Eizelle wird als Zygote bezeichnet und ist die allererste Stammzelle des neuen Organismus.
Spezialisierung und Aufgabenteilung
Durch Zellteilung vermehrt sich die Zygote, wird zum Zellhaufen – welcher immer noch aus Stammzellen besteht. Die sogenannte Embryonalentwicklung setzt ein und da die Stammzellen alle Informationen enthalten, um differenzierte Gewebezellen zu werden, können sich Organe bilden.
Es schließen sich Zellhaufen zusammen und bilden Spezialisierungen aus. So können bspw. einige Stammzellen zu Blattzellen oder Wurzelzellen der Pflanzen werden, welche ganz bestimmte Aufgaben für den Pflanzenorganismus übernehmen und sich von anderen Gewebezellen in ihrer Physiologie unterscheiden werden.
Bei Pilzen, Menschen und anderen Tierorganismen bilden sich ebenfalls spezialisierte Zellen, welche sich dann zu einem Organ zusammenschließen, welches spezielle Aufgaben für den Organismus übernehmen wird.
Diese Spezialisierung ist eine Form von Arbeitsteilung im Organismus, wodurch verschiedene Prozesse – wie bspw. Verdauung, Schlaf, Atmung gleichzeitig stattfinden können.
Unterschiedliche Struktur und Aufbau von Zellen und Organismus
Ein Organismus besteht aus Organen, eine Zelle aus Zellorganellen. Das Wort „Organelle“ leitet sich von Organ ab und bedeutet „Orgänchen“ bzw. kleines Organ. Zu den Zellorganellen gehören bspw. der Zellkern, die Mitochondrien, die Vakuole und die Chloroplasten.
Alle diese Organellen besitzen unterschiedliche Aufgaben und Funktionen. So enthält bspw. der Zellkern die Erbinformation, welche bei der geschlechtlichen Vermehrung an die Nachkommen weitergegeben wird. In diesem Merkmal unterscheiden sich die Lebewesen voneinander, weshalb es zur großen Trennung der Domänen kommt. Auf der einen Seite gibt es Eukaryonten – also Pflanzen, Tiere, Pilze – die einen Zellkern besitzen, welcher die geschlechtliche Fortpflanzung möglich macht.
Die andere Gruppe sind die Prokaryonten – wie Bakterien, Archaeen – welche keinen Zellkern haben und deren DNA frei in der Zellflüssigkeit bzw. Cytoplasma umherschwimmt. Diese Lebewesen betreiben eine ungeschlechtliche Fortpflanzung, bei der das Erbgut eins zu eins an die Tochterzellen weitergegeben wird. Anders als bei der geschlechtlichen Fortpflanzung verschmilzt das Erbgut von Vater und Mutter nicht, sondern es wird lediglich eine Kopie der Mutterzelle angefertigt.
Eine andere Zellorganelle ist die Vakuole, welche in Pflanzenzellen dafür sorgt, dass Giftstoffe ausgeleitet werden. Mitochondrien ermöglichen in tierischen Zellen, dass Sauerstoff in den Stoffwechsel einfließen und verarbeitet werden kann. Frühere Lebewesen hatten diese Möglichkeit nicht. Damals war Sauerstoff noch pures Gift und Zündstoff zugleich. Die Große Sauerstoffkatastrophe sorgte für das erste Massenaussterben auf dem Planeten. Durch die Mitochondrien lassen sich die Lebewesen in aerobe und anaerobe Organismen einteilen.
Halten wir fest….
Genauso wie Spezialisierung auf Organismenebene stattfindet, findet diese auch auf Zellebene statt.
Systemische Verarbeitung
Ein Lebewesen wird als offenes System betrachtet, da externe Energie nötig ist – um intern Energie herzustellen. Bestimmt wird so etwas über eine Abwandlung des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik – indem Energiebilanzen vor, während und nach den Lebensvorgängen erstellt werden. Indem man Energien misst, stellt man fest – ob Energien einflossen oder abflossen.
Jedes Lebewesen bzw. jeder Organismus muss Nahrung aufnehmen. Somit wird Energie von außen zugeführt. Indem Reize auf die Organismen einwirken, fließen Informationen ins System ein, welche als Reizreaktion verarbeitet werden und entweder interne Prozesse oder nach außen gerichteten Reaktionen auslösen. Durch die Aufnahme von Energie, Reizen und Substanzen von außen und deren Rückgabe an die Umwelt, wird jeder Organismus als offenes System verstanden.
Die Wechselwirkung nach innen und außen unterhalten allerdings auch Zellen. Sobald ein Reiz auf den Organismus trifft, reagieren Nervenzelle und Gehirn. So kann bspw. das Licht, welches ins Auge fällt, von Rezeptoren entsprechend aufgenommen werden, dann in chemische Substanz gewandelt werden. Diese Substanzen – auch als Neurotransmitter bezeichnet – werden nun über Nervenzellen transportiert. Zwischen den Nervenzellen befinden sich Synapsen mit sogenannten synaptischen Spalten. In diese Spalte werden die Neurotransmitter geschüttet, von der nächsten Zielzelle aufgenommen, als chemisches Signal interpretiert – wodurch ein Aktionspotential auf der Nervenzelle entsteht, diese durchwandert und am Ende dafür sorgt, dass ein neuer Transmitter ausgeschüttet wird – welcher über den nächsten synaptischen Spalt die nächste Nervenzelle erreichen soll.
Man kann sagen…
Es wird ein optischer Reiz (Licht, Sehen) in eine chemische Substanz gewandelt, welche über elektrischen Strom und chemischen Umwandlungen bis zum Gehirn geleitet wird, wo dann eine Interpretation von einem Bild der Umgebung entsteht. Somit werden auch Zellen als offenes System betrachtet.
Ist ein Einzeller ein Organismus?
Biologisch und physiologisch betrachtet, sind Einzeller sogenannte Mikroorganismen. Ein Leben in der Biologie bedeutet, dass externe Energie dazu benutzt werden kann, um chemische Reaktionen zu vollziehen, aus denen das Lebewesen selbst Energie schöpfen kann.
Und viele Einzeller betreiben, wie Pflanzen auch, eine Photosynthese – bei denen sie externe Sonnenenergie nutzen, um einen Stoffwechsel zu vollziehen – aus denen sie dann Energie generieren. Die übrigen Einzeller nutzen statt Photosynthese und Sonnenenergie, eine Form der Chemosynthese – bei die anorganischen Substanzen oxidiert werden, um daraus Energie zu gewinnen.
Diese Energie investieren auch Einzeller ins Wachstum, in die eigene Fortpflanzung, Entwicklung oder Bewegung. Letztlich ist jede Zelle ein kleines, aber dennoch komplexes, System mit Orgänchen- weshalb man Mikroorganismen als Lebewesen oder Organismus bezeichnet. Insgesamt kann somit jede Zelle, welche eigenen Stoffwechsel betreiben kann, als winzig kleiner Organismus angesehen werden.
Viren können keinen Stoffwechsel betreiben und benötigen einen Wirtsorganismus. Laut vorherrschender Auffassung sind Viren deshalb in keiner Lebensphase, als Lebewesen oder Organismus zu betrachten.
Zusammenfassung
- Ein Organismus ist eine Ansammlung von Organen, die in einer Wechselbeziehung zueinander stehen und deren Aufgabe darin besteht, den Organismus am Leben zu halten.
- Die Zellen bilden die Grundbausteine der Organe und somit des Organismus.
- Einzeller sind Organismen, allerdings mikroskopisch klein und werden deshalb als Mikroorganismen bezeichnet.
- Der Zusammenhang zwischen Organismus und Zelle wird in beiderseitiger Entstehung, Vermehrung, im Konzept von Spezialisierung und Aufgabenteilung, in der ähnlichen Struktur und in der Verarbeitung von externen Einflüssen deutlich.
Über den Autor
